勒沃库森,2008年3月—气候变化以及目前有关能源和环境政策的现状成为了主要议题,汽车制造商面临着大幅降低汽车燃油消耗量以减少二氧化碳排放的复杂问题。解决这一问题的一种方法是坚持轻质结构策略。拜耳材料科技所开发的聚氨酯车顶模块概念充分显示了为减轻车顶空间重量提供了充分的可能性。这一概念的原型部件已被应用于一款目前已批量生产的汽车上。拜耳材料科技聚氨酯汽车部件专家Stephan Schleiermacher博士说道:“它是聚氨酯夹层技术与聚氨酯复合技术结合的产物,其重量比传统的钢制车顶模块减轻了多达25%。”目前,必要的聚氨酯材料和加工技术已足够先进,可以实现这些零件的流水线生产。因此,拜耳材料科技正在与一些主要的汽车制造商开展广泛合作,主要生产对轻质要求极高的中型及高级汽车的车顶模块。
Multitec®聚氨酯喷涂体系是这一全新概念的基础。首先,Multitec®聚氨酯体系在不添加增强材料的条件下被喷涂在一个敞开式模具中,以形成一层密实的高质量表面。接下来,在模具中铺设以轻质纸基蜂窝为芯材,两层玻璃纤维毡为面的夹层结构,其中蜂窝芯材的尺寸小于边缘,在面材的玻纤毡上喷涂双组分聚氨酯Baypreg® F,同时将长切原丝粘在玻璃纤维毡的边缘。最后,将整个夹层复合材料在130– 140 °C下模压成型。在这道工艺中,Baypreg® F体系将会发生轻微膨胀,并渗进蜂窝结构将玻璃纤维毡和Multitec®涂层与芯材紧密地粘合在一起。
高扭转刚度和抗弯刚度
成品是一个其边缘为强韧的玻璃纤维毡/短切结构,而中心为玻璃纤维毡/蜂窝夹层结构的增强型车顶模块。其边缘的高玻璃纤维含量使得这种车顶模块具有很高的扭转刚度,从而提供了安装加固车顶部件或在车顶嵌入把手的可能性。Schleiermacher说道:“这种以纸基蜂窝制成的夹层材料可实现车顶模块的轻质化,同时又具有出色的抗弯刚度。”
A级表面
Multitec®表面涂层可以避免玻璃纤维和蜂窝结构在成品部件的表面显露出来。凭借其出色的耐热性能和卓越的表面质量,Multitec®涂层为实现A级涂层表面打下了基础。拜耳材料科技正在努力将模内涂层(IMC)工艺整合进生产流程中,以实现预涂部件的生产。模内涂层工序可以设置于生产流程的开始部分,放在Multitec®表面涂层喷涂工序之前。
目前,众多机械制造商均可提供合适的带四元混合喷头的聚氨酯喷涂设备。因而为这种新型车顶模块概念应用于批量生产创造了机会。使用这些设备可以实现两种不同聚氨酯体系的快速轮换使用。除此之外,还有合适的计量设备用于短切原丝混合计量。
出色供应商
通过拜耳的全球聚氨酯系统网络BaySystems®,拜耳材料科技可为世界各地的汽车制造商提供与其相应原料和成品特殊规格完全符合的定制聚氨酯配方。这些配方也可实现大批量经济生产。Schleiermacher 补充道:“作为一个系统供应商,我们可以从一个单一的源头为我们的合作伙伴提供生产新型车顶模块概念所需的各种聚氨酯材料。同时,我们所拥有的大量工艺技术可为合作项目作出贡献,我们的合作伙伴也能因此而获利。”

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